Sistema de enfriamiento de agua dulce y agua de mar para motores diesel marinos
Sistema de refrigeración de agua dulce y salada para motores diésel marinos
Los motores se enfrían haciendo circular un líquido refrigerante a través de pasajes internos dentro del motor. Como resultado, el líquido refrigerante es calentado y enfriado por un enfriador de circulación de agua de mar. Sin el enfriamiento adecuado, ciertas partes del motor expuestas a temperaturas extremadamente altas como resultado de la combustión del combustible pueden fallar prematuramente.
El enfriamiento permite que los metales del motor conserven las características mecánicas. El agua dulce es el refrigerante más utilizado; el agua salada no se utiliza directamente como refrigerante debido a su impacto corrosivo. Dado que las fugas en el cárter no causarían problemas, a veces se utiliza aceite lubricante para enfriar los pistones. Sin embargo, debido a su menor calor específico, se requeriría aproximadamente el doble de aceite que de agua.
El agua que circula por las tuberías se utiliza para enfriar la maquinaria. El motor principal se enfría mediante dos sistemas diferentes pero relacionados: un sistema abierto (de mar a mar) que toma agua del mar y la devuelve al mar (refrigeración por agua de mar) y un sistema cerrado que hace circular agua dulce alrededor de la carcasa del motor (agua dulce). enfriamiento).
El agua dulce se usa directamente para enfriar la maquinaria, mientras que el agua de mar se usa para enfriar el agua dulce después de haber pasado por un intercambiador de calor. El flujo de fluido continuo es una propiedad distintiva de un sistema de enfriamiento del motor. La corrosión abrasiva y la erosión son causadas por fluidos en movimiento. Los sistemas de agua de mar cuentan con tuberías de acero dulce de gran diámetro, cuyos extremos salen al mar a través de cofres marinos con válvulas de compuerta para disminuir los impactos de los flujos turbulentos.
Para evitar que se inunde la sala de máquinas si revienta una línea de enfriamiento de agua de mar, se deben cerrar las válvulas de succión y descarga. Abra y cierre las válvulas a intervalos regulares, digamos semanales, para garantizar que funcionen correctamente cuando sea necesario. Las tuberías de agua de mar a menudo están hechas de acero dulce, sin embargo, también se pueden encontrar acero galvanizado, cobre o aleación de cobre. El acero dulce se usa comúnmente para tuberías de enfriamiento de agua dulce.
Sistema de enfriamiento de agua dulce
La figura muestra un sistema de refrigeración por agua para un motor diésel de baja velocidad. Se divide en dos sistemas: uno para el enfriamiento de las camisas de los cilindros, culatas y turbosoplantes, y otro para el enfriamiento de los pistones.
Después de salir del motor, el agua de enfriamiento de la camisa del cilindro se envía a un enfriador de circulación de agua de mar y luego a las bombas de circulación de agua de la camisa. Luego, el fluido circula a través de las camisas de los cilindros, las culatas de los cilindros y los turbosopladores. Un tanque de cabecera permite la expansión del sistema y la reposición de agua. Las ventilaciones están conectadas desde el motor al tanque de cabecera para permitir que el aire escape del agua de enfriamiento. Un calentador en el circuito hace circular agua caliente para calentar el motor antes de arrancarlo.
El sistema de enfriamiento del pistón usa componentes similares, pero en lugar de un tanque de cabecera, se utiliza un tanque de drenaje y luego las ventilaciones se envían a ubicaciones altas en el espacio de la maquinaria. Para limitar la contaminación de los casquillos de enfriamiento del pistón exclusivamente al sistema de enfriamiento del pistón, se emplea un sistema de enfriamiento del pistón separado.
Sistema de enfriamiento de agua de mar
El agua de mar enfría las numerosas sustancias refrigerantes que pasan por el motor. Los enfriadores individuales a menudo se usan para lubricar el aceite, el agua de las camisas y el sistema de enfriamiento del pistón, y cada enfriador circula con agua de mar. Varios barcos modernos emplean un "sistema de refrigeración central", que consiste en un único y enorme enfriador por el que circula agua de mar. Esto enfría un suministro de agua dulce, que posteriormente circula a los enfriadores individuales restantes. Los problemas de corrosión se reducen considerablemente con este sistema porque hay menos equipos en contacto con el agua de mar.
Una de un par de bombas de circulación de agua de mar extrae agua de mar de la succión y la hace circular a través del enfriador de aceite lubricante, el enfriador de agua de las camisas y el enfriador de agua del pistón antes de verterla por la borda. Otra rama de la tubería principal de agua de mar suministra agua de mar directamente al aire de carga para enfriarlo (para un motor diésel de dos tiempos de transmisión directa).
Mientras está en el puerto, la válvula de succión del mar superior se utiliza para evitar que la suciedad o la arena ingresen al sistema de enfriamiento. También se emplea cuando se navega en aguas poco profundas. Cuando se navega en aguas profundas, la válvula de succión de mar inferior se utiliza para evitar que entre aire en el sistema de refrigeración mientras el barco se balancea o cabecea.
Sistema de refrigeración central
El circuito de agua de mar en un sistema de enfriamiento central se compone de líneas de succión alta y baja, generalmente a ambos lados del espacio de la maquinaria, filtros de succión y muchas bombas de agua de mar. El agua de mar se bombea a través de los enfriadores centrales antes de verterla por la borda.
El sistema de agua dulce tiene un circuito de baja temperatura y uno de alta temperatura. El agua dulce en el circuito de alta temperatura hace circular el motor principal y puede usarse como medio de calentamiento para un evaporador si es necesario. Los enfriadores de aire del motor principal, los enfriadores de aceite lubricante y todos los demás intercambiadores de calor circulan a través del circuito de baja temperatura. Una válvula reguladora regula la mezcla de agua entre los circuitos de alta y baja temperatura. Un sensor de temperatura envía una señal.
Los beneficios de un sistema de enfriamiento central incluyen:
menos mantenimiento debido al agua pura tratada del sistema de agua dulce;
menos bombas de agua salada con la consiguiente corrosión y problemas de caza de aves;
y una limpieza más simple y fácil del enfriador.
Con un sistema de agua dulce, son factibles velocidades de agua más altas, lo que resulta en dimensiones de tubería más pequeñas y costos de instalación más bajos.
El número de válvulas fabricadas con materiales caros se reduce considerablemente y se pueden utilizar materiales más baratos en todo el sistema para mantener un nivel constante de temperatura, independientemente de la temperatura del agua de mar, así como sin arranques en frío, desgaste reducido de la camisa del cilindro, etc.